Begrijpen van API-technologieën: Een vergelijkende analyse van REST, GraphQL en asynchrone APIs

Redactie-aantekening: Hieronder vindt u een artikel dat is geschreven voor en gepubliceerd in DZone’s Trendrapport 2024,Modern API Management: Connectiviteit van gegevensgestuurde architectuur naast AI, automatisering en microservices.

---

API’s spelen een cruciale rol in de wereld van moderne softwareontwikkeling. Meerdere soorten API’s kunnen worden gebruikt om communicatie en gegevensuitwisseling tussen verschillende systemen te realiseren. Aan de top staat de REST-aanpak, die de industrie heeft gedomineerd vanwege zijn eenvoud en schaalbaarheid. Echter, naarmate de technologie is geëvolueerd, zijn de eisen van ontwikkelaars en bedrijven ook veranderd. In recente jaren zijn alternatieven zoals GraphQL en asynchrone, gebeurtenisgestuurde API’s ook opgekomen. Zij bieden duidelijke voordelen boven traditionele REST API’s.

In dit artikel zullen we kijken naar elk van deze API-technologieën en een vergelijkende kennis van hen opbouwen.

REST: Het begin van brongeoriënteerde communicatie

REST-architectuur draait om het concept van middelen. Dit zijn entiteiten die kunnen worden beheerd via standaard HTTP-methoden zoals GET, POST, PUT en DELETE. Een van de belangrijkste kenmerken van REST is zijn stateless aard, waarbij elke aanvraag van een cliënt alle noodzakelijke informatie bevat voor de server om het te vervullen. Dit ontbindt de cliënt en server, waardoor ze onafhankelijk van elkaar kunnen worden geschaald.

Voordelen en nadelen van REST

REST API’s hebben enkele significante voordelen:

• REST volgt een eenvoudige en intuïtieve ontwerp op basis van standaard HTTP-methoden.
• Elke aanvraag in de REST-benadering is onafhankelijk, resulterend in betere schaalbaarheid en betrouwbaarheid.
• REST maakt gebruik van HTTP cache mechanismen om de prestaties te verbeteren en de belasting op de oorspronkelijke server te verminderen.
• REST is interoperabel, werkt goed met verschillende programmeertalen en platforms dankzij zijn standaardindeling.

Echter, heeft het REST-architectuur ook enkele nadelen:

• REST APIs kunnen leiden tot overvraag, waarbij clients meer gegevens ontvangen dan nodig is, wat inefficiëntie en verspilling van netwerkbandbreedte tot gevolg heeft.
• Net als bij het eerste punt, kunnen REST APIs ook te maken krijgen met ondervraag, waarbij meerdere aanvragen nodig zijn om complexe gegevensvereisten te vervullen. Dit resulteert in verhoogde latentie.
• REST volgt een synchrone aanpak die kan leiden tot blokkering en prestatieproblemen in scenario’s met hoge belasting.
• Wijzigingen in de API’s gegevensschema kunnen klanten beïnvloeden, resulterend in een strakke koppeling.

Gebruiksvoorbeelden van REST APIs

Er zijn ideale gebruiksvoorbeelden waar REST APIs veel beter geschikt zijn in vergelijking met andere typen APIs, bijvoorbeeld:

• Toepassingen intensief met cache – Een leesintensieve toepassing, zoals nieuwswebsites of statische inhoud, kan profiteren van REST’s cachemechanisme. De gestandaardiseerde cacheinstructies van REST maken het gemakkelijker om te implementeren.
• Eenvoudige CRUD-bewerkingen – Bij het aanpakken van eenvoudige CRUD-bewerkingen bieden REST-API’s eenvoud en voorspelbaarheid. Toepassingen met een duidelijke en statische datamodel vinden vaak dat REST-API’s meer geschikt zijn.

GraphQL: De opkomst van declaratieve gegevensophaling met API’s

GraphQL is een combinatie van een open-source taal voor het opvragen van gegevens en een runtime voor het vervullen van die query’s. Het belangrijkste principe achter GraphQL is een hiërarchische structuur voor het definiëren van gegevensquery’s, waardoor clients precies kunnen aangeven welke gegevens ze nodig hebben in één aanvraag.

Figuur 1. GraphQL in het grote geheel

In verschillende opzichten was GraphQL een directe reactie op de problemen met de traditionele REST-API-architectuur.

Toch bevordert het ook een sterk getypeerd schema, waardoor ontwikkelaars een duidelijk idee krijgen van wat ze kunnen verwachten. GraphQL ondersteunt realtime gegevensupdates via abonnementen. In de loop der jaren is er veel werk verricht aan tools zoals GraphQL Federation om GraphQL-API’s schaalbaarder te maken voor grote ondernemingen met meerdere domeinen.

Voordelen en nadelen van GraphQL

GraphQL biedt enkele belangrijke voordelen:

• Met GraphQL kunnen clients alleen de specifieke gegevens aanvragen die ze nodig hebben. Dit voorkomt de problemen met overvraag en ondervraag die optreden bij REST-API’s.
• GraphQL’s sterk getypeerd schema biedt een duidelijke structuur en validatie, wat de ontwikkeling en documentatie versnelt.
• GraphQL werkt meestal via een enkele eindpunt. Klanten hoeven zich alleen maar zorgen te maken over één eindpunt bij het communiceren met een GraphQL-server, ook al zijn er misschien meerdere bronnen voor de gegevens.
• Ingebouwde introspectie stelt klanten in staat om het schema te verkennen en beschikbare gegevens en operaties te ontdekken.

Er zijn echter ook enkele nadelen aan GraphQL:

• Het implementeren van GraphQL vereist extra inspanning en expertise in vergelijking met traditionele REST API’s.
• Aangezien de query’s in GraphQL flexibel zijn, het cachen van gegevens kan uitdagend zijn en misschien custom oplossingen nodig heeft.
• Hoewel GraphQL overfetching aan het topniveau reduceert, kunnen geneste query’s nog steeds leiden tot onnodige gegevensopnames.
• Eigendomsrecht van de gemeenschappelijke GraphQL-laag wordt verwarrend, in tegenstelling tot de duidelijke grenzen van een REST API.

Gebruiksscenario’s van GraphQL

Er zijn specifieke scenario’s waarin GraphQL beter presteert in vergelijking met REST API’s, bijvoorbeeld:

• Complexe en geneste gegevensvereisten – Om gegevens met complexe relaties op te halen, helpt GraphQL klanten om precies de gegevens te specificeren die ze nodig hebben in één query.
• Real-time gegevensupdates – GraphQL-abonnementen helpen applicaties om real-time gegevensupdates te behandelen, zoals chat-applicaties of live dashboards. Met GraphQL kunnen klanten zich abonneren op veranderingen in specifieke gegevens, waardoor real-time updates mogelijk zijn zonder de noodzaak van frequente polling.
• Microservices architectuur – In dit geval is de gegevensverdeling over meerdere services. GraphQL biedt een uniforme interface voor clients om gegevens te vragen van verschillende services. Het client-toepassingsniet hoeft meerdere REST-eindpunten te beheren.

Asynchrone API’s: Een overgang naar event-driven architectuur

In de loop der jaren is de druk om te adopteren of migreren naar een cloud-native architectuur ook geleid tot event-driven architectuur, met als voordeel de mogelijkheid van niet-blokkerende communicatie tussen componenten. Met asynchrone API’s hoeven clients niet te wachten op een reactie voordat ze verdergaan. Ze kunnen aanvragen sturen en hun uitvoeringsproces voortzetten. Een dergelijke aanpak is voordelig voor scenario’s die hoge gelijktijdigheid, schaalbaarheid en reactiviteit vereisen.

In event-driven systemen verwerken asynchrone API’s gebeurtenissen en berichten, met behulp van technologieën zoals Apache Kafka en RabbitMQ, die een communicatiemedium bieden tussen de berichtproducent en de consument.

Bij het overwegen van een typisch systeem dat een event-driven API-aanpak gebruikt, hebben we producenten die gebeurtenissen publiceren naar onderwerpen en consumenten die zich abonneren op deze onderwerpen om de gebeurtenissen asynchroon te ontvangen en te verwerken. Dit maakt soepele schaalbaarheid en fouttolerantie mogelijk, omdat zowel producenten als consumenten onafhankelijk kunnen evolueren. Het onderstaande diagram toont zo’n systeem:

Afbeelding 2. Een event-driven systeem met Kafka en asynchrone API’s

Voordelen en nadelen van Asynchrone API’s

Er zijn enkele belangrijke voordelen van asynchrone API’s:

• Asynchrone API’s zijn uitstekend geschikt voor het afhandelen van hoge gelijktijdigheid en schaalbaarheidsvereisten omdat meerdere aanvragen tegelijkertijd kunnen worden afgehandeld.
• Asynchrone API’s stellen ook real-time gegevensverwerking in te schakelen door tijdige reactie op gebeurtenissen.
• Asynchrone API’s kunnen ook helpen systemresource beter te benutten door taken naar achtergrondprocessen te verplaatsen.
• Tenslotte verhogen asynchrone API’s de algemene fouttolerantie van een systeem, aangezien één component falen het hele systeem niet verstoort.

Echter, net als andere API-typen, hebben asynchrone API’s ook enkele nadelen:

• Er is verhoogdecomplexiteit rond berichtenlevering, volgorde en foutafhandeling.
• Asynchrone API’s zijn moeilijker te debuggen en testen.
• Systemen die zijn gebouwd met behulp van asynchrone API’s resulteren vaak in uiteindelijke consistentie, waarbij gegevensupdates niet onmiddellijk worden weerspiegeld in alle componenten.
• Asynchrone API’s kunnen ook kosten verhogen wat betreft speciale systemen voor het afhandelen van berichten.

Gebruiksvoorbeelden van Asynchrone API’s

Er zijn enkele ideale gebruiksvoorbeelden voor asynchrone API’s in vergelijking met REST en GraphQL API’s, waaronder:

• Real-time data streaming – Asynchrone APIs zijn de beste keuze voor real-time data streamingbehoeften zoals social media feeds, financiële marktupdates en IoT-sensordata. Deze toepassingen genereren grote hoeveelheden data die snel moeten worden verwerkt en geleverd aan clients in bijna real time.
• Integratie met externe systemen – Asynchrone APIs zijn zeer geschikt voor integratie met externe systemen die onvoorspelbare responstijden of beschikbaarheidsSLAs kunnen hebben.
• Achtergrondtaken – Tot slot kunnen toepassingen die de uitvoering van achtergrondtaken vereisen — zoals het verzenden van e-mails, meldingen of afbeelding-/videoverwerking — baat hebben bij het gebruik van asynchrone APIs.

Zij aan zij vergelijking van REST, GraphQL en Asynchrone APIs

We hebben alle drie soorten API-architectuur bekeken. Het is tijd om ze zij aan zij te vergelijken, zodat we betere beslissingen kunnen nemen over het kiezen van een over de ander. De onderstaande tabel toont deze vergelijking op meerdere parameters:

Tabel 1. Vergelijken van REST, GraphQL en Async APIs

Conclusie

In deze artikel hebben we de belangrijkste verschillen tussen verschillende API-architectuurtypen onderzocht: REST, GraphQL en asynchrone APIs. We hebben ook gekeken naar scenario’s waarin een bepaald type API geschikter kan zijn dan anderen. Naar verwachting zal het landschap van API-ontwikkeling verder transformeren. Opkomende technologieën zoals machine learning, edge computing en IoT zullen nieuwe eisen stellen die de ontwikkeling van API-aanpakken noodzakelijk maken. Ook door de snelle groei van gedistribueerde systemen zullen APIs een sleutelrol spelen in het mogelijk maken van communicatie.

Als ontwikkelaar is het uiterst belangrijk om de krachten en beperkingen van elke API-stijl te begrijpen en de aanpak te selecteren die het meest geschikt is voor een bepaalde vereiste. Deze mentaliteit kan ontwikkelaars helpen het API-landschap met vertrouwen te navigeren.

Dit is een uittreksel uit DZone’s Trend Report 2024, Modern API Management: Connecting Data-Driven Architectures Alongside AI, Automation, and Microservices.

Lees het gratis rapport